一种3D摄像头自动检测设备的制作方法

本实用新型涉及摄像头自动检测领域，尤其涉及一种3D摄像头自动检测设备。

背景技术：

科技界炙手可热的领域如人脸识别、AR/VR、辅助驾驶等等，都离不开3D摄像头，3D摄像头是未来人工智能“开眼看世界”的提供者。

目前市场上的3D视觉采用的应用方案原理主要有三种：编码结构光法、ToF法和多目（双目）立体视觉法，而对于编码结构光3D摄像头，需要在摄像头中设置一编码结构光投射器，将编码结构光投射至物体表面，再使用摄像机接收该物体表面反射的结构光图案。

在3D摄像头实际的生产过程中，需要对3D摄像头进行各种功能测试，其中包括对编码结构光的光通量检测，通常使用积分球来检测；还有通过工业相机实时拍摄到与被拍摄物体不同距离的摄像头编码结构光投射到物体表面形成的散斑图案，并通过计算机分析和计算将这些散斑图案，得到人们所熟知的物理量，具体的测量方法是取带靶面的玻璃板置放于3D摄像头和CCD相机之间，通过3D摄像头的位移变化，引起前方空间散斑场分布的变化，通过CCD相机采集到靶面上的散斑图像，将光信号转换成电信号，然后再输入到计算机中进行分析;另外还有对3D摄像头进行不同环境下的性能测试，如对3D摄像头进行加温和降温后，再进行相关的功能测试。

目前通过手动治具对3D摄像头进行编码结构光测试和散斑测试，采用这种方式检测速度慢，人为的操作会给测试过程带来许多不确定的因素，导致测试的结果缺乏一致性，准确率不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种3D摄像头自动检测设备，它能够实现对摄像头模组进行高效、准确的散斑自动化测试。

本实用新型提供一种3D摄像头自动检测设备,其特征在于：包括机台底板、垂直设置在机台底板上的带靶面的玻璃板、若干用于调节3D摄像头离玻璃板的距离以及3D摄像头工作温度的距离和温度调节机构、若干用于采集与3D摄像头所正对位置的玻璃板另一面靶面图案的相机定位机构、用于进行3D摄像头的料盘上下料的料仓组件、以及将3D摄像头在距离和温度调节机构和料仓组件之间转移以及进行积分球光检测的上料机构。

在对上述的3D摄像头自动检测设备进一步改进方案中，所述距离和温度调节机构包括设置于机台底板上与玻璃板垂直的直线电机、设置在直线电机动子上的立柱、以及设置在立柱上用于固定和连接所述3D摄像头所述的夹具组件；所述直线电机驱动夹具组件移动，使所述的夹具组件上的3D摄像头在若干不同的距离对玻璃板的靶面进行图像采集。

进一步，所述距离和温度调节机构还包括摆动气缸，用于驱动所述夹具组件旋转使摄像头载台朝上以便于上料机构进行3D摄像头的自动上料，或者驱动所述夹具组件旋转使摄像头载台旋转90度后正对所述靶面以进行对靶面进行图像采集。

进一步，所述夹具组件包括压块、用于使压块靠近或远离摄像头载台的顶升气缸、固定与摄像头载台底部的散热块和风扇、以及位于摄像头载台底部与散热块之间的加热片和温度传感器；所述压块底部设有用于与3D摄像头连接的pogopin接头；所述的加热片、温度传感器、散热块和风扇用于使夹具组件上的3D摄像头在预设的温度下对靶面进行图像采集。

进一步，所述距离和温度调节机构和相机定位机构分立在玻璃板左右两侧，所述距离和温度调节机构和相机定位机构互相对应的用于采集图像的元件具有相同Y轴坐标。

进一步，还包括用于调节相机定位机构与玻璃板之间距离的直线调距机构。

进一步，所述上料机构包括固定框架、取料组件和积分球组件，所述固定框架跨设于料仓组件和距离和温度调节机构的上方，所述取料组件能够做X、Y、Z三个方向移动；所述积分球组件能够沿Y、Z两个方向移动。

进一步，还包括对取料组件所取料的3D摄像头位置进行识别的下相机组件；所述取料组件上设有用于对料盘上的3D摄像头位置进行识别的上相机组件。

附图说明

图1为某优选实施例中设备整体的结构示意图；

图2为图1中局部结构示意图；

图3为图2中夹具组件的分体结构示意图；

图4为图2中夹具组件的某视角的结构示意图；

图5为取料组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

一种3D摄像头自动检测设备，用于对3D摄像头进行编码结构光的光通量及物体在相对于摄像头的不同位置形成的散斑图案进行检测，如图1所示，3D摄像头自动检测设备包括四个沿X轴并排设置的距离和温度调节机构1、带靶面的玻璃板2、相机定位机构3、料仓组件4、下相机组件5、上料机构6、机台底板和工控机组件。所述距离和温度调节机构1、带靶面的玻璃板2和相机定位机构3依次设于机台底板的中间位置，距离和温度调节机构1和相机定位机构3分别设于所述带靶面的玻璃板2的两侧，带靶面的玻璃板2通过支架垂直固定于机台底板上；所述料仓组件4设于距离和温度调节机构1的一侧，所述下相机组件5设于料仓组件4和距离和温度调节机构1之间，所述上料机构6包括固定框架61、取料组件62和积分球组件63，固定框架61跨设于料仓组件4和距离和温度调节机构1的上方，固定框架61的上部设有X向直线电机、Y向直线电机和X向丝杆伺服电机，Y向直线电机固定于X向直线电机的输出部，取料组件62固定于Y向直线电机的输出部，积分球组件63固定于X向丝杆伺服电机的输出部。取料组件62用于从距离和温度调节机构1或者料仓组件4中取料，以及完成将3D摄像头在距离和温度调节机构1和料仓组件4之间的转移，积分球组件63用于对置放于四个距离和温度调节机构1中的3D摄像头做光学测试。

如图2、图3所示，所述距离和温度调节机构1中设有夹具组件11、支撑板12、摆动气缸13和直线电机14。所述夹具组件11设于距离和温度调节机构1的上部，在夹具组件11的相对两侧平行设置有两支撑板12，所述摆动气缸13固定于其中一支撑板12的外侧上部，摆动气缸13的输出部与夹具组件11固定连接，夹具组件11可相对于支撑板12作转动运动，两支撑板12的底部固定连接于所述直线电机14的输出部，直线电机14可驱动支撑板12及转动连接于其上的夹具组件11作往复直线运动，直线电机14固定连接于所述机台底板上，夹具组件11在直线电机14驱动下的运动轨迹延长线与所述带靶面的玻璃板2垂直，当夹具组件11中放置有摄像头时，直线电机14工作移动夹具组件11，夹具组件11中的摄像头可对不同距离的带靶面的玻璃板2进行拍摄。

如图3所示，所述距离和温度调节机构1中的夹具组件11包括摄像头载台111、顶升气缸112、压块113、电路板114、加热片115、导热泥116、温度传感器、散热块117和风扇118，其中摄像头载台111、顶升气缸112、压块113和电路板114用于实现固定摄像头及驱动摄像头工作，加热片115、导热泥116，散热块117和风扇118用于快速调节所述摄像头载台111中的摄像头温度。

如图3、图4所示，所述摄像头载台111的两相对侧分别设有第一腔体1111和第二腔体1112，第一腔体1111为3D摄像头仿形凹槽，用于放置摄像头，在摄像头载台111的一侧平行设置有压块113与第一腔体1111配合，所述顶升气缸112固定于摄像头载台111的另一侧，顶升气缸112的活塞垂直于摄像头载台111并从摄像头载台111的避位孔穿过，并与压块113固定连接，压块113和摄像头载台111之间还设有导杆连接，使压块113在顶升气缸112 驱动下沿固定的路径相对于摄像头载台111作开合运动，压块113上设有弹簧针1131和摄像头压头1132，摄像头压头1132一端与压块113固定连接，另一端设有两凸条，用于在压块113和摄像头载台111闭合时压住3D摄像头的边缘使之固定，所述电路板114固定于压块113的外侧，弹簧针1131的一端与电路板114接触，当摄像头载台111中放入3D摄像头后，压块113在顶升气缸112的作用下与摄像头载台111闭合时，弹簧针1131的另一端与摄像头载台111中3D摄像头的连接头接触，将3D摄像头点亮。

如图2所示，所述加热片115和导热泥116依次放置于摄像头载台111的第二腔体1112中，在导热泥116中还设有温度传感器，所述散热块117的一侧紧贴于导热泥116并与摄像头载台111通过螺纹连接方式固定，散热块117的下方固定有风扇118。所述夹具组件11还包括转轴左固定块191和转轴右固定块192，转轴左固定块191和转轴右固定块192与所述散热块117固定连接，所述两支撑板12平行设置于转轴左固定块191和转轴右固定块192的外侧，转轴左固定块191上固定有转轴伸入到支撑板12内，对应在支撑板12上设有深沟球轴承与转轴转动连接，所述摆动气缸13固定于转轴右固定块192外侧的支撑板12的上部，对应在支撑板12上设有避位孔，摆动气缸13的转轴穿过避位孔与转轴右固定块192固定连接，摆动气缸13的转轴与固定于转轴左固定块191上的转轴的中心对齐，当摆动气缸13工作时，所述夹具组件11相对于支撑板12作转动运动。

如图1所示，所述相机定位机构3中设有四个工业相机31和六轴平台32，工业相机31设于六轴平台32的输出部，六轴平台32包括用于X轴方向调节的第一调整组件、用于Y轴方向调节的第二调整组件、用于Z轴方向调节的第三调整组件、用于ZX面方向调节的第四调整组件、用于ZY面方向调节的第五调整组件和用于Z轴旋转方向调节的第六调整组件，所述工业相机31的底部固定于第六调整组件的上方。夹具组件11中的3D摄像头和相机定位机构3中的工业相机31的镜头在检测的时候需对准所述带靶面的玻璃板2同一位置的两侧进行拍照，六轴平台32可微调工业相机31的位置。

如图5所示，所述上料机构6中的取料组件62中包括吸头621和上相机组件622，上相机组件622固定设于吸头621的一侧，吸头621上方设有电机可驱动吸头621水平旋转，取料组件62中还包括Z向丝杆伺服电机，可驱动吸头621沿Z轴方向移动。取料组件62的工作流程为：吸头621沿X轴、Y轴移动，上相机组件622对料仓组件4或者距离和温度调节机构1中的3D摄像头拍照对位，然后吸头621沿Z轴移动从料仓组件4或者距离和温度调节机构1中取出3D摄像头后，吸头621再沿X轴、Y轴移动，在经过下相机组件5时，下相机组件5对吸头621上的3D摄像头拍照，然后吸头621将3D摄像头旋转到适合的角度，再沿Z轴方向移动将3D摄像头放入距离和温度调节机构1或者料仓组件4中。

3D摄像头自动检测设备的工作流程为：人工将料盘放至所述料仓组件4中，上料机构6中的取料组件62沿固定框架61向X轴和Y轴方向移动到料仓组件4的上方，取料组件62中的上相机组件622对料盘进行拍照，吸头621在取料组件62中的Z向丝杆伺服电机的驱动下沿Z轴移动从料仓组件4中取出3D摄像头，然后向X轴和Y轴方向移动到距离和温度调节机构1的上方，初始状态，所述距离和温度调节机构1中夹具组件11内的摄像头载台111的工作平台朝上，压块113与摄像头载台111之间是打开的状态，取料组件62中的吸头621将3D摄像头放入摄像头载台111内，压块113在顶升气缸112的驱动下与摄像头载台111闭合，将3D摄像头固定住，同时开启3D摄像头，所述积分球组件63沿X轴移动至摄像头载台111的上方，对3D摄像头的编码结构光进行光通量测试，然后摆动气缸13工作，使摄像头载台111的工作平台朝向所述带靶面的玻璃板2，所述直线电机14工作使夹具组件11移动到设定的位置，同步夹具组件11对3D摄像头的温度进行调节，达到设定的测试距离和测试温度后，3D摄像头对带靶面的玻璃板2进行拍照，同步位于带靶面的玻璃板2另一侧的相机定位机构3中的工业相机31对带靶面的玻璃板2进行拍照，采集带靶面的玻璃板2上的散斑图案，并将光信号转换成电信号，然后再输入到工控机中进行分析比对，测试完成后，直线电机14工作使夹具组件11移动到下一测试位置，同步夹具组件11对3D摄像头的温度进行调节，在下一测试条件下，3D摄像头和工业相机31同步对带靶面的玻璃板2进行拍照，采集下一测试条件下的散斑图案，依次类推，直到完成该3D摄像头的所有测试，然后摆动气缸13反向工作，使摄像头载台111的工作平台朝上，压块113在顶升气缸112的驱动下离开摄像头载台111，吸头621从摄像头载台111中取出3D摄像头，并沿X轴和Y轴方向移动到料仓组件4的上方，将3D摄像头放入料盘中，然后再从料盘中取出另一待测试的3D摄像头。某优选案例中，为了提高检测效率，在3D摄像头自动检测设备中设有四个距离和温度调节机构1及对应的四个工业相机31，在其中一个距离和温度调节机构1中的3D摄像头进行温度调节的时候，另一个距离和温度调节机构1中的3D摄像头可进行拍照测试，以提高整个装置中其他部件的利用率。

以上所述仅为本实用新型的某个或某些优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应同理包括在本实用新型的专利保护范围内。另外，以上文字描述未尽之处也可以参考图的直接表达和常规的理解以及现有技术结合去实施。